據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
在細分領域,全球設備行業龍頭各顯神通佔據世界領先地位。在半導體產業價值鏈中,光刻機作為產業的核心,佔了半導體設備投資較大的份額,其中荷蘭ASML公司憑藉領先的技術和優秀的產品,在45納米以下製程的高端光刻機市場中佔據大部分以上的市場份額,而在 EUV光刻機領域目前處於壟斷地位,市佔率為100%。應用材料公司在除了光刻領域外的其他核心半導體設備領域有著較強的競爭力,在PVD設備上,應用材料作為行業龍頭佔據了大部分的市場份額,在CVD和蝕刻設備上應用材料與拉姆研究、東京電子等企業競爭激烈。
全球半導體設備企業主要產品分佈圖:
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
在細分領域,全球設備行業龍頭各顯神通佔據世界領先地位。在半導體產業價值鏈中,光刻機作為產業的核心,佔了半導體設備投資較大的份額,其中荷蘭ASML公司憑藉領先的技術和優秀的產品,在45納米以下製程的高端光刻機市場中佔據大部分以上的市場份額,而在 EUV光刻機領域目前處於壟斷地位,市佔率為100%。應用材料公司在除了光刻領域外的其他核心半導體設備領域有著較強的競爭力,在PVD設備上,應用材料作為行業龍頭佔據了大部分的市場份額,在CVD和蝕刻設備上應用材料與拉姆研究、東京電子等企業競爭激烈。
全球半導體設備企業主要產品分佈圖:
然而中國半導體設備的進口依賴問題卻很嚴重,2017年國產化率僅為9%。半導體裝備業具有較高的技術壁壘、市場壁壘和客戶認知壁壘,由於我國半導體設備產業整體起步較晚,目前國產規模仍然較小。
2017年中國大陸進口半導體設備佔比:
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
在細分領域,全球設備行業龍頭各顯神通佔據世界領先地位。在半導體產業價值鏈中,光刻機作為產業的核心,佔了半導體設備投資較大的份額,其中荷蘭ASML公司憑藉領先的技術和優秀的產品,在45納米以下製程的高端光刻機市場中佔據大部分以上的市場份額,而在 EUV光刻機領域目前處於壟斷地位,市佔率為100%。應用材料公司在除了光刻領域外的其他核心半導體設備領域有著較強的競爭力,在PVD設備上,應用材料作為行業龍頭佔據了大部分的市場份額,在CVD和蝕刻設備上應用材料與拉姆研究、東京電子等企業競爭激烈。
全球半導體設備企業主要產品分佈圖:
然而中國半導體設備的進口依賴問題卻很嚴重,2017年國產化率僅為9%。半導體裝備業具有較高的技術壁壘、市場壁壘和客戶認知壁壘,由於我國半導體設備產業整體起步較晚,目前國產規模仍然較小。
2017年中國大陸進口半導體設備佔比:
但是國內諸如中微半導體、北方華創、長川科技等一批本土設備製造商正在奮起直追,有望逐步實現進口替代。本土企業中,包括上海中微半導體、北方華創、長川科技、北京華峰等業內少數專用設備製造商通過多年的研發和積累,已掌握了相關核心技術,擁有自主知識產權,具備一定規模和品牌知名度,佔據了一定市場份額。
中國半導體設備代表企業產品分佈圖:
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
在細分領域,全球設備行業龍頭各顯神通佔據世界領先地位。在半導體產業價值鏈中,光刻機作為產業的核心,佔了半導體設備投資較大的份額,其中荷蘭ASML公司憑藉領先的技術和優秀的產品,在45納米以下製程的高端光刻機市場中佔據大部分以上的市場份額,而在 EUV光刻機領域目前處於壟斷地位,市佔率為100%。應用材料公司在除了光刻領域外的其他核心半導體設備領域有著較強的競爭力,在PVD設備上,應用材料作為行業龍頭佔據了大部分的市場份額,在CVD和蝕刻設備上應用材料與拉姆研究、東京電子等企業競爭激烈。
全球半導體設備企業主要產品分佈圖:
然而中國半導體設備的進口依賴問題卻很嚴重,2017年國產化率僅為9%。半導體裝備業具有較高的技術壁壘、市場壁壘和客戶認知壁壘,由於我國半導體設備產業整體起步較晚,目前國產規模仍然較小。
2017年中國大陸進口半導體設備佔比:
但是國內諸如中微半導體、北方華創、長川科技等一批本土設備製造商正在奮起直追,有望逐步實現進口替代。本土企業中,包括上海中微半導體、北方華創、長川科技、北京華峰等業內少數專用設備製造商通過多年的研發和積累,已掌握了相關核心技術,擁有自主知識產權,具備一定規模和品牌知名度,佔據了一定市場份額。
中國半導體設備代表企業產品分佈圖:
在芯片需求持續上升、國產化投資加快、國家戰略支持的大背景下,中國大陸本土半導體制造企業的崛起有望帶動一批本土優秀企業共同成長,國產設備有望藉助大陸晶圓產線的密集投資而實現滲透率提升,迎來最好的時代。
設備工藝相關
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
在細分領域,全球設備行業龍頭各顯神通佔據世界領先地位。在半導體產業價值鏈中,光刻機作為產業的核心,佔了半導體設備投資較大的份額,其中荷蘭ASML公司憑藉領先的技術和優秀的產品,在45納米以下製程的高端光刻機市場中佔據大部分以上的市場份額,而在 EUV光刻機領域目前處於壟斷地位,市佔率為100%。應用材料公司在除了光刻領域外的其他核心半導體設備領域有著較強的競爭力,在PVD設備上,應用材料作為行業龍頭佔據了大部分的市場份額,在CVD和蝕刻設備上應用材料與拉姆研究、東京電子等企業競爭激烈。
全球半導體設備企業主要產品分佈圖:
然而中國半導體設備的進口依賴問題卻很嚴重,2017年國產化率僅為9%。半導體裝備業具有較高的技術壁壘、市場壁壘和客戶認知壁壘,由於我國半導體設備產業整體起步較晚,目前國產規模仍然較小。
2017年中國大陸進口半導體設備佔比:
但是國內諸如中微半導體、北方華創、長川科技等一批本土設備製造商正在奮起直追,有望逐步實現進口替代。本土企業中,包括上海中微半導體、北方華創、長川科技、北京華峰等業內少數專用設備製造商通過多年的研發和積累,已掌握了相關核心技術,擁有自主知識產權,具備一定規模和品牌知名度,佔據了一定市場份額。
中國半導體設備代表企業產品分佈圖:
在芯片需求持續上升、國產化投資加快、國家戰略支持的大背景下,中國大陸本土半導體制造企業的崛起有望帶動一批本土優秀企業共同成長,國產設備有望藉助大陸晶圓產線的密集投資而實現滲透率提升,迎來最好的時代。
設備工藝相關
在諸多製備芯片的過程中,製備半導體級的單晶硅片是芯片製造的第一大環節,單晶硅生長爐、切磨拋等加工設備是硅片製造的主要設備。
硅片製造設備簡介:
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
在細分領域,全球設備行業龍頭各顯神通佔據世界領先地位。在半導體產業價值鏈中,光刻機作為產業的核心,佔了半導體設備投資較大的份額,其中荷蘭ASML公司憑藉領先的技術和優秀的產品,在45納米以下製程的高端光刻機市場中佔據大部分以上的市場份額,而在 EUV光刻機領域目前處於壟斷地位,市佔率為100%。應用材料公司在除了光刻領域外的其他核心半導體設備領域有著較強的競爭力,在PVD設備上,應用材料作為行業龍頭佔據了大部分的市場份額,在CVD和蝕刻設備上應用材料與拉姆研究、東京電子等企業競爭激烈。
全球半導體設備企業主要產品分佈圖:
然而中國半導體設備的進口依賴問題卻很嚴重,2017年國產化率僅為9%。半導體裝備業具有較高的技術壁壘、市場壁壘和客戶認知壁壘,由於我國半導體設備產業整體起步較晚,目前國產規模仍然較小。
2017年中國大陸進口半導體設備佔比:
但是國內諸如中微半導體、北方華創、長川科技等一批本土設備製造商正在奮起直追,有望逐步實現進口替代。本土企業中,包括上海中微半導體、北方華創、長川科技、北京華峰等業內少數專用設備製造商通過多年的研發和積累,已掌握了相關核心技術,擁有自主知識產權,具備一定規模和品牌知名度,佔據了一定市場份額。
中國半導體設備代表企業產品分佈圖:
在芯片需求持續上升、國產化投資加快、國家戰略支持的大背景下,中國大陸本土半導體制造企業的崛起有望帶動一批本土優秀企業共同成長,國產設備有望藉助大陸晶圓產線的密集投資而實現滲透率提升,迎來最好的時代。
設備工藝相關
在諸多製備芯片的過程中,製備半導體級的單晶硅片是芯片製造的第一大環節,單晶硅生長爐、切磨拋等加工設備是硅片製造的主要設備。
硅片製造設備簡介:
其中單晶爐最大的技術壁壘在於磁場和熱場,日本在熱場和磁場方面處於領先地位,國內對超導磁場仍然依賴進口。隨著單晶硅的直徑不斷增大,單晶爐的尺寸也隨之增大。為了保證晶體的品質,必須要提供更穩定的熱場和性能更強的磁場。目前日本在12英寸長晶爐磁場上處於世界領先,他們使用超導材質作為磁頭材料,大大提升了磁場的性能,有著高場強、低功耗的有點。而國內公司外加磁場裝置以電磁鐵為主,多采用鐵芯作為磁頭材料,並不能產生超導磁場,能耗很高,磁場強度也有一定的侷限性。熱場方面,國內受制於石墨材料碳含量無法達到要求,國產替代存在一定難度。
半導體晶圓廠可以分為6塊相對獨立的生產區域:擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積和拋光,分別對應6個主要的製作工藝。
晶圓製造流程所需核心設備及中外代表企業:
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
在細分領域,全球設備行業龍頭各顯神通佔據世界領先地位。在半導體產業價值鏈中,光刻機作為產業的核心,佔了半導體設備投資較大的份額,其中荷蘭ASML公司憑藉領先的技術和優秀的產品,在45納米以下製程的高端光刻機市場中佔據大部分以上的市場份額,而在 EUV光刻機領域目前處於壟斷地位,市佔率為100%。應用材料公司在除了光刻領域外的其他核心半導體設備領域有著較強的競爭力,在PVD設備上,應用材料作為行業龍頭佔據了大部分的市場份額,在CVD和蝕刻設備上應用材料與拉姆研究、東京電子等企業競爭激烈。
全球半導體設備企業主要產品分佈圖:
然而中國半導體設備的進口依賴問題卻很嚴重,2017年國產化率僅為9%。半導體裝備業具有較高的技術壁壘、市場壁壘和客戶認知壁壘,由於我國半導體設備產業整體起步較晚,目前國產規模仍然較小。
2017年中國大陸進口半導體設備佔比:
但是國內諸如中微半導體、北方華創、長川科技等一批本土設備製造商正在奮起直追,有望逐步實現進口替代。本土企業中,包括上海中微半導體、北方華創、長川科技、北京華峰等業內少數專用設備製造商通過多年的研發和積累,已掌握了相關核心技術,擁有自主知識產權,具備一定規模和品牌知名度,佔據了一定市場份額。
中國半導體設備代表企業產品分佈圖:
在芯片需求持續上升、國產化投資加快、國家戰略支持的大背景下,中國大陸本土半導體制造企業的崛起有望帶動一批本土優秀企業共同成長,國產設備有望藉助大陸晶圓產線的密集投資而實現滲透率提升,迎來最好的時代。
設備工藝相關
在諸多製備芯片的過程中,製備半導體級的單晶硅片是芯片製造的第一大環節,單晶硅生長爐、切磨拋等加工設備是硅片製造的主要設備。
硅片製造設備簡介:
其中單晶爐最大的技術壁壘在於磁場和熱場,日本在熱場和磁場方面處於領先地位,國內對超導磁場仍然依賴進口。隨著單晶硅的直徑不斷增大,單晶爐的尺寸也隨之增大。為了保證晶體的品質,必須要提供更穩定的熱場和性能更強的磁場。目前日本在12英寸長晶爐磁場上處於世界領先,他們使用超導材質作為磁頭材料,大大提升了磁場的性能,有著高場強、低功耗的有點。而國內公司外加磁場裝置以電磁鐵為主,多采用鐵芯作為磁頭材料,並不能產生超導磁場,能耗很高,磁場強度也有一定的侷限性。熱場方面,國內受制於石墨材料碳含量無法達到要求,國產替代存在一定難度。
半導體晶圓廠可以分為6塊相對獨立的生產區域:擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積和拋光,分別對應6個主要的製作工藝。
晶圓製造流程所需核心設備及中外代表企業:
主要工藝之一:氧化
擴散區一般是進行高溫工藝及薄膜沉積的區域,擴散爐是主要的工藝設備。硅片上的氧化物可以通過熱生長或者沉積的方法得到。在高溫的環境下,通過外部供給高純度氧氣使其與硅襯底反應,可以在硅的表面得到一層熱生長的氧化層(SiO2)。
主要工藝之二:光刻
光刻區位於晶圓廠的中心,光刻的本質是把臨時電路結構複製到以後要進行刻蝕和離子注入的硅片上。
主要工藝之三:刻蝕
刻蝕是使用化學或者物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要材料的過程,常用的設備為刻蝕機等。
主要工藝之四:離子注入
離子注入是通過將硼、磷等雜質電離成離子,並將其注入到硅中的工藝,常用設備是離子注入機。
主要工藝之五:薄膜沉積
薄膜生長是通過物理或化學的方法進行金屬或者氧化物的沉積過程,常用設備有 LPCVD設備、PECVD 設備、ALDCVD 設備和 PVD 設備。
主要工藝之六:CMP
化學機械平坦化(CMP)是一種表面全局平坦化技術,CMP 是一種機械和化學腐蝕相結合的一種工藝,通過將硅片表面突出部分減薄到一定高度來實現硅片表面的拋光處理。
在晶圓製造和晶圓工藝檢測過程完成後,芯片被從硅片上分離出來並裝配到最終集成電路管殼中,裝配和封裝過程是取出電性能良好的器件,將他們放入管殼,用引線將器件上的壓點與管殼上的電極互相連接起來,封裝為芯片提供了一種保護並將它粘貼到裝配板上的措施。
封裝過程和設備介紹:
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
在細分領域,全球設備行業龍頭各顯神通佔據世界領先地位。在半導體產業價值鏈中,光刻機作為產業的核心,佔了半導體設備投資較大的份額,其中荷蘭ASML公司憑藉領先的技術和優秀的產品,在45納米以下製程的高端光刻機市場中佔據大部分以上的市場份額,而在 EUV光刻機領域目前處於壟斷地位,市佔率為100%。應用材料公司在除了光刻領域外的其他核心半導體設備領域有著較強的競爭力,在PVD設備上,應用材料作為行業龍頭佔據了大部分的市場份額,在CVD和蝕刻設備上應用材料與拉姆研究、東京電子等企業競爭激烈。
全球半導體設備企業主要產品分佈圖:
然而中國半導體設備的進口依賴問題卻很嚴重,2017年國產化率僅為9%。半導體裝備業具有較高的技術壁壘、市場壁壘和客戶認知壁壘,由於我國半導體設備產業整體起步較晚,目前國產規模仍然較小。
2017年中國大陸進口半導體設備佔比:
但是國內諸如中微半導體、北方華創、長川科技等一批本土設備製造商正在奮起直追,有望逐步實現進口替代。本土企業中,包括上海中微半導體、北方華創、長川科技、北京華峰等業內少數專用設備製造商通過多年的研發和積累,已掌握了相關核心技術,擁有自主知識產權,具備一定規模和品牌知名度,佔據了一定市場份額。
中國半導體設備代表企業產品分佈圖:
在芯片需求持續上升、國產化投資加快、國家戰略支持的大背景下,中國大陸本土半導體制造企業的崛起有望帶動一批本土優秀企業共同成長,國產設備有望藉助大陸晶圓產線的密集投資而實現滲透率提升,迎來最好的時代。
設備工藝相關
在諸多製備芯片的過程中,製備半導體級的單晶硅片是芯片製造的第一大環節,單晶硅生長爐、切磨拋等加工設備是硅片製造的主要設備。
硅片製造設備簡介:
其中單晶爐最大的技術壁壘在於磁場和熱場,日本在熱場和磁場方面處於領先地位,國內對超導磁場仍然依賴進口。隨著單晶硅的直徑不斷增大,單晶爐的尺寸也隨之增大。為了保證晶體的品質,必須要提供更穩定的熱場和性能更強的磁場。目前日本在12英寸長晶爐磁場上處於世界領先,他們使用超導材質作為磁頭材料,大大提升了磁場的性能,有著高場強、低功耗的有點。而國內公司外加磁場裝置以電磁鐵為主,多采用鐵芯作為磁頭材料,並不能產生超導磁場,能耗很高,磁場強度也有一定的侷限性。熱場方面,國內受制於石墨材料碳含量無法達到要求,國產替代存在一定難度。
半導體晶圓廠可以分為6塊相對獨立的生產區域:擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積和拋光,分別對應6個主要的製作工藝。
晶圓製造流程所需核心設備及中外代表企業:
主要工藝之一:氧化
擴散區一般是進行高溫工藝及薄膜沉積的區域,擴散爐是主要的工藝設備。硅片上的氧化物可以通過熱生長或者沉積的方法得到。在高溫的環境下,通過外部供給高純度氧氣使其與硅襯底反應,可以在硅的表面得到一層熱生長的氧化層(SiO2)。
主要工藝之二:光刻
光刻區位於晶圓廠的中心,光刻的本質是把臨時電路結構複製到以後要進行刻蝕和離子注入的硅片上。
主要工藝之三:刻蝕
刻蝕是使用化學或者物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要材料的過程,常用的設備為刻蝕機等。
主要工藝之四:離子注入
離子注入是通過將硼、磷等雜質電離成離子,並將其注入到硅中的工藝,常用設備是離子注入機。
主要工藝之五:薄膜沉積
薄膜生長是通過物理或化學的方法進行金屬或者氧化物的沉積過程,常用設備有 LPCVD設備、PECVD 設備、ALDCVD 設備和 PVD 設備。
主要工藝之六:CMP
化學機械平坦化(CMP)是一種表面全局平坦化技術,CMP 是一種機械和化學腐蝕相結合的一種工藝,通過將硅片表面突出部分減薄到一定高度來實現硅片表面的拋光處理。
在晶圓製造和晶圓工藝檢測過程完成後,芯片被從硅片上分離出來並裝配到最終集成電路管殼中,裝配和封裝過程是取出電性能良好的器件,將他們放入管殼,用引線將器件上的壓點與管殼上的電極互相連接起來,封裝為芯片提供了一種保護並將它粘貼到裝配板上的措施。
封裝過程和設備介紹:
廣義的半導體測試包括前道的工藝檢測和中後道的性能測試。其中,前段的工藝檢測偏重於從微觀角度在線監測晶圓製造的微觀結構是否符合工藝要求(幾何尺寸與表面形貌的檢測、成分結構分析和電學特性檢測等),而中後道的性能測試主要偏重於從芯片功能性的角度檢測芯片的性能表現是否符合設計要求。而狹義的半導體測試,則主要指中後道的性能測試,對應設備包括:測試機、探針臺、分選機等。
IC產品的不同電學測試:
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
在細分領域,全球設備行業龍頭各顯神通佔據世界領先地位。在半導體產業價值鏈中,光刻機作為產業的核心,佔了半導體設備投資較大的份額,其中荷蘭ASML公司憑藉領先的技術和優秀的產品,在45納米以下製程的高端光刻機市場中佔據大部分以上的市場份額,而在 EUV光刻機領域目前處於壟斷地位,市佔率為100%。應用材料公司在除了光刻領域外的其他核心半導體設備領域有著較強的競爭力,在PVD設備上,應用材料作為行業龍頭佔據了大部分的市場份額,在CVD和蝕刻設備上應用材料與拉姆研究、東京電子等企業競爭激烈。
全球半導體設備企業主要產品分佈圖:
然而中國半導體設備的進口依賴問題卻很嚴重,2017年國產化率僅為9%。半導體裝備業具有較高的技術壁壘、市場壁壘和客戶認知壁壘,由於我國半導體設備產業整體起步較晚,目前國產規模仍然較小。
2017年中國大陸進口半導體設備佔比:
但是國內諸如中微半導體、北方華創、長川科技等一批本土設備製造商正在奮起直追,有望逐步實現進口替代。本土企業中,包括上海中微半導體、北方華創、長川科技、北京華峰等業內少數專用設備製造商通過多年的研發和積累,已掌握了相關核心技術,擁有自主知識產權,具備一定規模和品牌知名度,佔據了一定市場份額。
中國半導體設備代表企業產品分佈圖:
在芯片需求持續上升、國產化投資加快、國家戰略支持的大背景下,中國大陸本土半導體制造企業的崛起有望帶動一批本土優秀企業共同成長,國產設備有望藉助大陸晶圓產線的密集投資而實現滲透率提升,迎來最好的時代。
設備工藝相關
在諸多製備芯片的過程中,製備半導體級的單晶硅片是芯片製造的第一大環節,單晶硅生長爐、切磨拋等加工設備是硅片製造的主要設備。
硅片製造設備簡介:
其中單晶爐最大的技術壁壘在於磁場和熱場,日本在熱場和磁場方面處於領先地位,國內對超導磁場仍然依賴進口。隨著單晶硅的直徑不斷增大,單晶爐的尺寸也隨之增大。為了保證晶體的品質,必須要提供更穩定的熱場和性能更強的磁場。目前日本在12英寸長晶爐磁場上處於世界領先,他們使用超導材質作為磁頭材料,大大提升了磁場的性能,有著高場強、低功耗的有點。而國內公司外加磁場裝置以電磁鐵為主,多采用鐵芯作為磁頭材料,並不能產生超導磁場,能耗很高,磁場強度也有一定的侷限性。熱場方面,國內受制於石墨材料碳含量無法達到要求,國產替代存在一定難度。
半導體晶圓廠可以分為6塊相對獨立的生產區域:擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積和拋光,分別對應6個主要的製作工藝。
晶圓製造流程所需核心設備及中外代表企業:
主要工藝之一:氧化
擴散區一般是進行高溫工藝及薄膜沉積的區域,擴散爐是主要的工藝設備。硅片上的氧化物可以通過熱生長或者沉積的方法得到。在高溫的環境下,通過外部供給高純度氧氣使其與硅襯底反應,可以在硅的表面得到一層熱生長的氧化層(SiO2)。
主要工藝之二:光刻
光刻區位於晶圓廠的中心,光刻的本質是把臨時電路結構複製到以後要進行刻蝕和離子注入的硅片上。
主要工藝之三:刻蝕
刻蝕是使用化學或者物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要材料的過程,常用的設備為刻蝕機等。
主要工藝之四:離子注入
離子注入是通過將硼、磷等雜質電離成離子,並將其注入到硅中的工藝,常用設備是離子注入機。
主要工藝之五:薄膜沉積
薄膜生長是通過物理或化學的方法進行金屬或者氧化物的沉積過程,常用設備有 LPCVD設備、PECVD 設備、ALDCVD 設備和 PVD 設備。
主要工藝之六:CMP
化學機械平坦化(CMP)是一種表面全局平坦化技術,CMP 是一種機械和化學腐蝕相結合的一種工藝,通過將硅片表面突出部分減薄到一定高度來實現硅片表面的拋光處理。
在晶圓製造和晶圓工藝檢測過程完成後,芯片被從硅片上分離出來並裝配到最終集成電路管殼中,裝配和封裝過程是取出電性能良好的器件,將他們放入管殼,用引線將器件上的壓點與管殼上的電極互相連接起來,封裝為芯片提供了一種保護並將它粘貼到裝配板上的措施。
封裝過程和設備介紹:
廣義的半導體測試包括前道的工藝檢測和中後道的性能測試。其中,前段的工藝檢測偏重於從微觀角度在線監測晶圓製造的微觀結構是否符合工藝要求(幾何尺寸與表面形貌的檢測、成分結構分析和電學特性檢測等),而中後道的性能測試主要偏重於從芯片功能性的角度檢測芯片的性能表現是否符合設計要求。而狹義的半導體測試,則主要指中後道的性能測試,對應設備包括:測試機、探針臺、分選機等。
IC產品的不同電學測試:
集成電路測試設備的技術壁壘較高。集成電路行業集計算機、自動化、通信、精密電子測試和微電子等技術於一身,是技術密集、知識密集的高科技行業,集成電路的可靠性、穩定性和一致性要求較高,對生產設備要求較高。
集成電路測試設備的技術難點:
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
在細分領域,全球設備行業龍頭各顯神通佔據世界領先地位。在半導體產業價值鏈中,光刻機作為產業的核心,佔了半導體設備投資較大的份額,其中荷蘭ASML公司憑藉領先的技術和優秀的產品,在45納米以下製程的高端光刻機市場中佔據大部分以上的市場份額,而在 EUV光刻機領域目前處於壟斷地位,市佔率為100%。應用材料公司在除了光刻領域外的其他核心半導體設備領域有著較強的競爭力,在PVD設備上,應用材料作為行業龍頭佔據了大部分的市場份額,在CVD和蝕刻設備上應用材料與拉姆研究、東京電子等企業競爭激烈。
全球半導體設備企業主要產品分佈圖:
然而中國半導體設備的進口依賴問題卻很嚴重,2017年國產化率僅為9%。半導體裝備業具有較高的技術壁壘、市場壁壘和客戶認知壁壘,由於我國半導體設備產業整體起步較晚,目前國產規模仍然較小。
2017年中國大陸進口半導體設備佔比:
但是國內諸如中微半導體、北方華創、長川科技等一批本土設備製造商正在奮起直追,有望逐步實現進口替代。本土企業中,包括上海中微半導體、北方華創、長川科技、北京華峰等業內少數專用設備製造商通過多年的研發和積累,已掌握了相關核心技術,擁有自主知識產權,具備一定規模和品牌知名度,佔據了一定市場份額。
中國半導體設備代表企業產品分佈圖:
在芯片需求持續上升、國產化投資加快、國家戰略支持的大背景下,中國大陸本土半導體制造企業的崛起有望帶動一批本土優秀企業共同成長,國產設備有望藉助大陸晶圓產線的密集投資而實現滲透率提升,迎來最好的時代。
設備工藝相關
在諸多製備芯片的過程中,製備半導體級的單晶硅片是芯片製造的第一大環節,單晶硅生長爐、切磨拋等加工設備是硅片製造的主要設備。
硅片製造設備簡介:
其中單晶爐最大的技術壁壘在於磁場和熱場,日本在熱場和磁場方面處於領先地位,國內對超導磁場仍然依賴進口。隨著單晶硅的直徑不斷增大,單晶爐的尺寸也隨之增大。為了保證晶體的品質,必須要提供更穩定的熱場和性能更強的磁場。目前日本在12英寸長晶爐磁場上處於世界領先,他們使用超導材質作為磁頭材料,大大提升了磁場的性能,有著高場強、低功耗的有點。而國內公司外加磁場裝置以電磁鐵為主,多采用鐵芯作為磁頭材料,並不能產生超導磁場,能耗很高,磁場強度也有一定的侷限性。熱場方面,國內受制於石墨材料碳含量無法達到要求,國產替代存在一定難度。
半導體晶圓廠可以分為6塊相對獨立的生產區域:擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積和拋光,分別對應6個主要的製作工藝。
晶圓製造流程所需核心設備及中外代表企業:
主要工藝之一:氧化
擴散區一般是進行高溫工藝及薄膜沉積的區域,擴散爐是主要的工藝設備。硅片上的氧化物可以通過熱生長或者沉積的方法得到。在高溫的環境下,通過外部供給高純度氧氣使其與硅襯底反應,可以在硅的表面得到一層熱生長的氧化層(SiO2)。
主要工藝之二:光刻
光刻區位於晶圓廠的中心,光刻的本質是把臨時電路結構複製到以後要進行刻蝕和離子注入的硅片上。
主要工藝之三:刻蝕
刻蝕是使用化學或者物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要材料的過程,常用的設備為刻蝕機等。
主要工藝之四:離子注入
離子注入是通過將硼、磷等雜質電離成離子,並將其注入到硅中的工藝,常用設備是離子注入機。
主要工藝之五:薄膜沉積
薄膜生長是通過物理或化學的方法進行金屬或者氧化物的沉積過程,常用設備有 LPCVD設備、PECVD 設備、ALDCVD 設備和 PVD 設備。
主要工藝之六:CMP
化學機械平坦化(CMP)是一種表面全局平坦化技術,CMP 是一種機械和化學腐蝕相結合的一種工藝,通過將硅片表面突出部分減薄到一定高度來實現硅片表面的拋光處理。
在晶圓製造和晶圓工藝檢測過程完成後,芯片被從硅片上分離出來並裝配到最終集成電路管殼中,裝配和封裝過程是取出電性能良好的器件,將他們放入管殼,用引線將器件上的壓點與管殼上的電極互相連接起來,封裝為芯片提供了一種保護並將它粘貼到裝配板上的措施。
封裝過程和設備介紹:
廣義的半導體測試包括前道的工藝檢測和中後道的性能測試。其中,前段的工藝檢測偏重於從微觀角度在線監測晶圓製造的微觀結構是否符合工藝要求(幾何尺寸與表面形貌的檢測、成分結構分析和電學特性檢測等),而中後道的性能測試主要偏重於從芯片功能性的角度檢測芯片的性能表現是否符合設計要求。而狹義的半導體測試,則主要指中後道的性能測試,對應設備包括:測試機、探針臺、分選機等。
IC產品的不同電學測試:
集成電路測試設備的技術壁壘較高。集成電路行業集計算機、自動化、通信、精密電子測試和微電子等技術於一身,是技術密集、知識密集的高科技行業,集成電路的可靠性、穩定性和一致性要求較高,對生產設備要求較高。
集成電路測試設備的技術難點:
目前國內半導體測試設備市場仍由海外製造商主導,國產設備廠商正在高速成長。國外知名企業憑藉較強的技術、品牌優勢,在高端市場佔據領先地位,面對我國較大的市場需求和相對較低的生產成本,紛紛通過在我國建立獨資企業、合資建廠的方式佔領大部分國內市場。中國本土測試設備優勢企業產品—測試機、分選機已成功進入長電科技、華天科技、通富微電為代表的國內封測龍頭企業供應鏈體系,奠定了一定的市場地位。
半導體設備空間展望
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
在細分領域,全球設備行業龍頭各顯神通佔據世界領先地位。在半導體產業價值鏈中,光刻機作為產業的核心,佔了半導體設備投資較大的份額,其中荷蘭ASML公司憑藉領先的技術和優秀的產品,在45納米以下製程的高端光刻機市場中佔據大部分以上的市場份額,而在 EUV光刻機領域目前處於壟斷地位,市佔率為100%。應用材料公司在除了光刻領域外的其他核心半導體設備領域有著較強的競爭力,在PVD設備上,應用材料作為行業龍頭佔據了大部分的市場份額,在CVD和蝕刻設備上應用材料與拉姆研究、東京電子等企業競爭激烈。
全球半導體設備企業主要產品分佈圖:
然而中國半導體設備的進口依賴問題卻很嚴重,2017年國產化率僅為9%。半導體裝備業具有較高的技術壁壘、市場壁壘和客戶認知壁壘,由於我國半導體設備產業整體起步較晚,目前國產規模仍然較小。
2017年中國大陸進口半導體設備佔比:
但是國內諸如中微半導體、北方華創、長川科技等一批本土設備製造商正在奮起直追,有望逐步實現進口替代。本土企業中,包括上海中微半導體、北方華創、長川科技、北京華峰等業內少數專用設備製造商通過多年的研發和積累,已掌握了相關核心技術,擁有自主知識產權,具備一定規模和品牌知名度,佔據了一定市場份額。
中國半導體設備代表企業產品分佈圖:
在芯片需求持續上升、國產化投資加快、國家戰略支持的大背景下,中國大陸本土半導體制造企業的崛起有望帶動一批本土優秀企業共同成長,國產設備有望藉助大陸晶圓產線的密集投資而實現滲透率提升,迎來最好的時代。
設備工藝相關
在諸多製備芯片的過程中,製備半導體級的單晶硅片是芯片製造的第一大環節,單晶硅生長爐、切磨拋等加工設備是硅片製造的主要設備。
硅片製造設備簡介:
其中單晶爐最大的技術壁壘在於磁場和熱場,日本在熱場和磁場方面處於領先地位,國內對超導磁場仍然依賴進口。隨著單晶硅的直徑不斷增大,單晶爐的尺寸也隨之增大。為了保證晶體的品質,必須要提供更穩定的熱場和性能更強的磁場。目前日本在12英寸長晶爐磁場上處於世界領先,他們使用超導材質作為磁頭材料,大大提升了磁場的性能,有著高場強、低功耗的有點。而國內公司外加磁場裝置以電磁鐵為主,多采用鐵芯作為磁頭材料,並不能產生超導磁場,能耗很高,磁場強度也有一定的侷限性。熱場方面,國內受制於石墨材料碳含量無法達到要求,國產替代存在一定難度。
半導體晶圓廠可以分為6塊相對獨立的生產區域:擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積和拋光,分別對應6個主要的製作工藝。
晶圓製造流程所需核心設備及中外代表企業:
主要工藝之一:氧化
擴散區一般是進行高溫工藝及薄膜沉積的區域,擴散爐是主要的工藝設備。硅片上的氧化物可以通過熱生長或者沉積的方法得到。在高溫的環境下,通過外部供給高純度氧氣使其與硅襯底反應,可以在硅的表面得到一層熱生長的氧化層(SiO2)。
主要工藝之二:光刻
光刻區位於晶圓廠的中心,光刻的本質是把臨時電路結構複製到以後要進行刻蝕和離子注入的硅片上。
主要工藝之三:刻蝕
刻蝕是使用化學或者物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要材料的過程,常用的設備為刻蝕機等。
主要工藝之四:離子注入
離子注入是通過將硼、磷等雜質電離成離子,並將其注入到硅中的工藝,常用設備是離子注入機。
主要工藝之五:薄膜沉積
薄膜生長是通過物理或化學的方法進行金屬或者氧化物的沉積過程,常用設備有 LPCVD設備、PECVD 設備、ALDCVD 設備和 PVD 設備。
主要工藝之六:CMP
化學機械平坦化(CMP)是一種表面全局平坦化技術,CMP 是一種機械和化學腐蝕相結合的一種工藝,通過將硅片表面突出部分減薄到一定高度來實現硅片表面的拋光處理。
在晶圓製造和晶圓工藝檢測過程完成後,芯片被從硅片上分離出來並裝配到最終集成電路管殼中,裝配和封裝過程是取出電性能良好的器件,將他們放入管殼,用引線將器件上的壓點與管殼上的電極互相連接起來,封裝為芯片提供了一種保護並將它粘貼到裝配板上的措施。
封裝過程和設備介紹:
廣義的半導體測試包括前道的工藝檢測和中後道的性能測試。其中,前段的工藝檢測偏重於從微觀角度在線監測晶圓製造的微觀結構是否符合工藝要求(幾何尺寸與表面形貌的檢測、成分結構分析和電學特性檢測等),而中後道的性能測試主要偏重於從芯片功能性的角度檢測芯片的性能表現是否符合設計要求。而狹義的半導體測試,則主要指中後道的性能測試,對應設備包括:測試機、探針臺、分選機等。
IC產品的不同電學測試:
集成電路測試設備的技術壁壘較高。集成電路行業集計算機、自動化、通信、精密電子測試和微電子等技術於一身,是技術密集、知識密集的高科技行業,集成電路的可靠性、穩定性和一致性要求較高,對生產設備要求較高。
集成電路測試設備的技術難點:
目前國內半導體測試設備市場仍由海外製造商主導,國產設備廠商正在高速成長。國外知名企業憑藉較強的技術、品牌優勢,在高端市場佔據領先地位,面對我國較大的市場需求和相對較低的生產成本,紛紛通過在我國建立獨資企業、合資建廠的方式佔領大部分國內市場。中國本土測試設備優勢企業產品—測試機、分選機已成功進入長電科技、華天科技、通富微電為代表的國內封測龍頭企業供應鏈體系,奠定了一定的市場地位。
半導體設備空間展望
設備國產化是中國承接半導體產業轉移和實現產業崛起的關鍵之一。半導體核心設備涉及國家基礎科學綜合實力的比拼,具有技術壁壘高、價值量高、研發週期長等特點,是半導體產業中最難攻克卻至關重要的一個環節。由於部分發達國家在設備關鍵技術上對中國存在不同程度的技術封鎖,技術收購、海外併購受限,中國核心半導體設備需求仍然高度依賴海外設備企業。我們認為,由於半導體工藝流程複雜,對設備依賴度較高,設備性能直接影響半導體制造的產品品質、工藝效率及良率,最終影響到半導體企業的盈利能力和全球競爭力,因此中國半導體產業實現以自主可控的模式崛起,完成設備環節的國產化是至關重要的環節之一。
伴隨芯片產能擴張,全球半導體設備市場處於上升期,2018年突破600億美元大關。半導體產業迎來新型製程產能擴張需求和新型設備的更新需求,市場空間進入擴張期。
2005~2019 年全球半導體設備銷售規模及增速:
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
在細分領域,全球設備行業龍頭各顯神通佔據世界領先地位。在半導體產業價值鏈中,光刻機作為產業的核心,佔了半導體設備投資較大的份額,其中荷蘭ASML公司憑藉領先的技術和優秀的產品,在45納米以下製程的高端光刻機市場中佔據大部分以上的市場份額,而在 EUV光刻機領域目前處於壟斷地位,市佔率為100%。應用材料公司在除了光刻領域外的其他核心半導體設備領域有著較強的競爭力,在PVD設備上,應用材料作為行業龍頭佔據了大部分的市場份額,在CVD和蝕刻設備上應用材料與拉姆研究、東京電子等企業競爭激烈。
全球半導體設備企業主要產品分佈圖:
然而中國半導體設備的進口依賴問題卻很嚴重,2017年國產化率僅為9%。半導體裝備業具有較高的技術壁壘、市場壁壘和客戶認知壁壘,由於我國半導體設備產業整體起步較晚,目前國產規模仍然較小。
2017年中國大陸進口半導體設備佔比:
但是國內諸如中微半導體、北方華創、長川科技等一批本土設備製造商正在奮起直追,有望逐步實現進口替代。本土企業中,包括上海中微半導體、北方華創、長川科技、北京華峰等業內少數專用設備製造商通過多年的研發和積累,已掌握了相關核心技術,擁有自主知識產權,具備一定規模和品牌知名度,佔據了一定市場份額。
中國半導體設備代表企業產品分佈圖:
在芯片需求持續上升、國產化投資加快、國家戰略支持的大背景下,中國大陸本土半導體制造企業的崛起有望帶動一批本土優秀企業共同成長,國產設備有望藉助大陸晶圓產線的密集投資而實現滲透率提升,迎來最好的時代。
設備工藝相關
在諸多製備芯片的過程中,製備半導體級的單晶硅片是芯片製造的第一大環節,單晶硅生長爐、切磨拋等加工設備是硅片製造的主要設備。
硅片製造設備簡介:
其中單晶爐最大的技術壁壘在於磁場和熱場,日本在熱場和磁場方面處於領先地位,國內對超導磁場仍然依賴進口。隨著單晶硅的直徑不斷增大,單晶爐的尺寸也隨之增大。為了保證晶體的品質,必須要提供更穩定的熱場和性能更強的磁場。目前日本在12英寸長晶爐磁場上處於世界領先,他們使用超導材質作為磁頭材料,大大提升了磁場的性能,有著高場強、低功耗的有點。而國內公司外加磁場裝置以電磁鐵為主,多采用鐵芯作為磁頭材料,並不能產生超導磁場,能耗很高,磁場強度也有一定的侷限性。熱場方面,國內受制於石墨材料碳含量無法達到要求,國產替代存在一定難度。
半導體晶圓廠可以分為6塊相對獨立的生產區域:擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積和拋光,分別對應6個主要的製作工藝。
晶圓製造流程所需核心設備及中外代表企業:
主要工藝之一:氧化
擴散區一般是進行高溫工藝及薄膜沉積的區域,擴散爐是主要的工藝設備。硅片上的氧化物可以通過熱生長或者沉積的方法得到。在高溫的環境下,通過外部供給高純度氧氣使其與硅襯底反應,可以在硅的表面得到一層熱生長的氧化層(SiO2)。
主要工藝之二:光刻
光刻區位於晶圓廠的中心,光刻的本質是把臨時電路結構複製到以後要進行刻蝕和離子注入的硅片上。
主要工藝之三:刻蝕
刻蝕是使用化學或者物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要材料的過程,常用的設備為刻蝕機等。
主要工藝之四:離子注入
離子注入是通過將硼、磷等雜質電離成離子,並將其注入到硅中的工藝,常用設備是離子注入機。
主要工藝之五:薄膜沉積
薄膜生長是通過物理或化學的方法進行金屬或者氧化物的沉積過程,常用設備有 LPCVD設備、PECVD 設備、ALDCVD 設備和 PVD 設備。
主要工藝之六:CMP
化學機械平坦化(CMP)是一種表面全局平坦化技術,CMP 是一種機械和化學腐蝕相結合的一種工藝,通過將硅片表面突出部分減薄到一定高度來實現硅片表面的拋光處理。
在晶圓製造和晶圓工藝檢測過程完成後,芯片被從硅片上分離出來並裝配到最終集成電路管殼中,裝配和封裝過程是取出電性能良好的器件,將他們放入管殼,用引線將器件上的壓點與管殼上的電極互相連接起來,封裝為芯片提供了一種保護並將它粘貼到裝配板上的措施。
封裝過程和設備介紹:
廣義的半導體測試包括前道的工藝檢測和中後道的性能測試。其中,前段的工藝檢測偏重於從微觀角度在線監測晶圓製造的微觀結構是否符合工藝要求(幾何尺寸與表面形貌的檢測、成分結構分析和電學特性檢測等),而中後道的性能測試主要偏重於從芯片功能性的角度檢測芯片的性能表現是否符合設計要求。而狹義的半導體測試,則主要指中後道的性能測試,對應設備包括:測試機、探針臺、分選機等。
IC產品的不同電學測試:
集成電路測試設備的技術壁壘較高。集成電路行業集計算機、自動化、通信、精密電子測試和微電子等技術於一身,是技術密集、知識密集的高科技行業,集成電路的可靠性、穩定性和一致性要求較高,對生產設備要求較高。
集成電路測試設備的技術難點:
目前國內半導體測試設備市場仍由海外製造商主導,國產設備廠商正在高速成長。國外知名企業憑藉較強的技術、品牌優勢,在高端市場佔據領先地位,面對我國較大的市場需求和相對較低的生產成本,紛紛通過在我國建立獨資企業、合資建廠的方式佔領大部分國內市場。中國本土測試設備優勢企業產品—測試機、分選機已成功進入長電科技、華天科技、通富微電為代表的國內封測龍頭企業供應鏈體系,奠定了一定的市場地位。
半導體設備空間展望
設備國產化是中國承接半導體產業轉移和實現產業崛起的關鍵之一。半導體核心設備涉及國家基礎科學綜合實力的比拼,具有技術壁壘高、價值量高、研發週期長等特點,是半導體產業中最難攻克卻至關重要的一個環節。由於部分發達國家在設備關鍵技術上對中國存在不同程度的技術封鎖,技術收購、海外併購受限,中國核心半導體設備需求仍然高度依賴海外設備企業。我們認為,由於半導體工藝流程複雜,對設備依賴度較高,設備性能直接影響半導體制造的產品品質、工藝效率及良率,最終影響到半導體企業的盈利能力和全球競爭力,因此中國半導體產業實現以自主可控的模式崛起,完成設備環節的國產化是至關重要的環節之一。
伴隨芯片產能擴張,全球半導體設備市場處於上升期,2018年突破600億美元大關。半導體產業迎來新型製程產能擴張需求和新型設備的更新需求,市場空間進入擴張期。
2005~2019 年全球半導體設備銷售規模及增速:
中國大陸設備市場的全球佔比不斷升高,2018年趕超中國臺灣躍居全球第二大市場, 2019 年或將躍升全球首位。2008~2017 年十年間,全球半導體設備市場的地區分佈不斷變化。2016年中國臺灣以122億美元市場規模位居榜首,2017年韓國則以180億美元設備銷售躍居第一,中國臺灣、中國大陸分別以115、82億美元緊隨其後。
2005~2019 年中國半導體設備銷售額的全球佔比:
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
在細分領域,全球設備行業龍頭各顯神通佔據世界領先地位。在半導體產業價值鏈中,光刻機作為產業的核心,佔了半導體設備投資較大的份額,其中荷蘭ASML公司憑藉領先的技術和優秀的產品,在45納米以下製程的高端光刻機市場中佔據大部分以上的市場份額,而在 EUV光刻機領域目前處於壟斷地位,市佔率為100%。應用材料公司在除了光刻領域外的其他核心半導體設備領域有著較強的競爭力,在PVD設備上,應用材料作為行業龍頭佔據了大部分的市場份額,在CVD和蝕刻設備上應用材料與拉姆研究、東京電子等企業競爭激烈。
全球半導體設備企業主要產品分佈圖:
然而中國半導體設備的進口依賴問題卻很嚴重,2017年國產化率僅為9%。半導體裝備業具有較高的技術壁壘、市場壁壘和客戶認知壁壘,由於我國半導體設備產業整體起步較晚,目前國產規模仍然較小。
2017年中國大陸進口半導體設備佔比:
但是國內諸如中微半導體、北方華創、長川科技等一批本土設備製造商正在奮起直追,有望逐步實現進口替代。本土企業中,包括上海中微半導體、北方華創、長川科技、北京華峰等業內少數專用設備製造商通過多年的研發和積累,已掌握了相關核心技術,擁有自主知識產權,具備一定規模和品牌知名度,佔據了一定市場份額。
中國半導體設備代表企業產品分佈圖:
在芯片需求持續上升、國產化投資加快、國家戰略支持的大背景下,中國大陸本土半導體制造企業的崛起有望帶動一批本土優秀企業共同成長,國產設備有望藉助大陸晶圓產線的密集投資而實現滲透率提升,迎來最好的時代。
設備工藝相關
在諸多製備芯片的過程中,製備半導體級的單晶硅片是芯片製造的第一大環節,單晶硅生長爐、切磨拋等加工設備是硅片製造的主要設備。
硅片製造設備簡介:
其中單晶爐最大的技術壁壘在於磁場和熱場,日本在熱場和磁場方面處於領先地位,國內對超導磁場仍然依賴進口。隨著單晶硅的直徑不斷增大,單晶爐的尺寸也隨之增大。為了保證晶體的品質,必須要提供更穩定的熱場和性能更強的磁場。目前日本在12英寸長晶爐磁場上處於世界領先,他們使用超導材質作為磁頭材料,大大提升了磁場的性能,有著高場強、低功耗的有點。而國內公司外加磁場裝置以電磁鐵為主,多采用鐵芯作為磁頭材料,並不能產生超導磁場,能耗很高,磁場強度也有一定的侷限性。熱場方面,國內受制於石墨材料碳含量無法達到要求,國產替代存在一定難度。
半導體晶圓廠可以分為6塊相對獨立的生產區域:擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積和拋光,分別對應6個主要的製作工藝。
晶圓製造流程所需核心設備及中外代表企業:
主要工藝之一:氧化
擴散區一般是進行高溫工藝及薄膜沉積的區域,擴散爐是主要的工藝設備。硅片上的氧化物可以通過熱生長或者沉積的方法得到。在高溫的環境下,通過外部供給高純度氧氣使其與硅襯底反應,可以在硅的表面得到一層熱生長的氧化層(SiO2)。
主要工藝之二:光刻
光刻區位於晶圓廠的中心,光刻的本質是把臨時電路結構複製到以後要進行刻蝕和離子注入的硅片上。
主要工藝之三:刻蝕
刻蝕是使用化學或者物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要材料的過程,常用的設備為刻蝕機等。
主要工藝之四:離子注入
離子注入是通過將硼、磷等雜質電離成離子,並將其注入到硅中的工藝,常用設備是離子注入機。
主要工藝之五:薄膜沉積
薄膜生長是通過物理或化學的方法進行金屬或者氧化物的沉積過程,常用設備有 LPCVD設備、PECVD 設備、ALDCVD 設備和 PVD 設備。
主要工藝之六:CMP
化學機械平坦化(CMP)是一種表面全局平坦化技術,CMP 是一種機械和化學腐蝕相結合的一種工藝,通過將硅片表面突出部分減薄到一定高度來實現硅片表面的拋光處理。
在晶圓製造和晶圓工藝檢測過程完成後,芯片被從硅片上分離出來並裝配到最終集成電路管殼中,裝配和封裝過程是取出電性能良好的器件,將他們放入管殼,用引線將器件上的壓點與管殼上的電極互相連接起來,封裝為芯片提供了一種保護並將它粘貼到裝配板上的措施。
封裝過程和設備介紹:
廣義的半導體測試包括前道的工藝檢測和中後道的性能測試。其中,前段的工藝檢測偏重於從微觀角度在線監測晶圓製造的微觀結構是否符合工藝要求(幾何尺寸與表面形貌的檢測、成分結構分析和電學特性檢測等),而中後道的性能測試主要偏重於從芯片功能性的角度檢測芯片的性能表現是否符合設計要求。而狹義的半導體測試,則主要指中後道的性能測試,對應設備包括:測試機、探針臺、分選機等。
IC產品的不同電學測試:
集成電路測試設備的技術壁壘較高。集成電路行業集計算機、自動化、通信、精密電子測試和微電子等技術於一身,是技術密集、知識密集的高科技行業,集成電路的可靠性、穩定性和一致性要求較高,對生產設備要求較高。
集成電路測試設備的技術難點:
目前國內半導體測試設備市場仍由海外製造商主導,國產設備廠商正在高速成長。國外知名企業憑藉較強的技術、品牌優勢,在高端市場佔據領先地位,面對我國較大的市場需求和相對較低的生產成本,紛紛通過在我國建立獨資企業、合資建廠的方式佔領大部分國內市場。中國本土測試設備優勢企業產品—測試機、分選機已成功進入長電科技、華天科技、通富微電為代表的國內封測龍頭企業供應鏈體系,奠定了一定的市場地位。
半導體設備空間展望
設備國產化是中國承接半導體產業轉移和實現產業崛起的關鍵之一。半導體核心設備涉及國家基礎科學綜合實力的比拼,具有技術壁壘高、價值量高、研發週期長等特點,是半導體產業中最難攻克卻至關重要的一個環節。由於部分發達國家在設備關鍵技術上對中國存在不同程度的技術封鎖,技術收購、海外併購受限,中國核心半導體設備需求仍然高度依賴海外設備企業。我們認為,由於半導體工藝流程複雜,對設備依賴度較高,設備性能直接影響半導體制造的產品品質、工藝效率及良率,最終影響到半導體企業的盈利能力和全球競爭力,因此中國半導體產業實現以自主可控的模式崛起,完成設備環節的國產化是至關重要的環節之一。
伴隨芯片產能擴張,全球半導體設備市場處於上升期,2018年突破600億美元大關。半導體產業迎來新型製程產能擴張需求和新型設備的更新需求,市場空間進入擴張期。
2005~2019 年全球半導體設備銷售規模及增速:
中國大陸設備市場的全球佔比不斷升高,2018年趕超中國臺灣躍居全球第二大市場, 2019 年或將躍升全球首位。2008~2017 年十年間,全球半導體設備市場的地區分佈不斷變化。2016年中國臺灣以122億美元市場規模位居榜首,2017年韓國則以180億美元設備銷售躍居第一,中國臺灣、中國大陸分別以115、82億美元緊隨其後。
2005~2019 年中國半導體設備銷售額的全球佔比:
中國大陸設備市場連續五年擴張,2018年首次突破百億級別達118億美元,2019年或將趨勢延續達173億美元。中國大陸作為全球最大半導體消費市場,半導體產業規模不斷擴大,隨著國際產能不斷向中國轉移,中資、外資半導體企業紛紛在中國投資建廠,大陸設備需求不斷增長。2012-2017年,中國大陸地區半導體設備銷售規模由25億美元增至82億美元,複合增速達27%。受益於中國大陸進入晶圓廠建設高峰,設備市場將繼續保持高速增長,SEMI 預計2019年中國大陸市場規模有望達到173億美元,大幅高於全球設備市場增速。
2011~2019 年中國大陸半導體設備銷售規模及增速:
據環球市場播報,北京加快突破光刻機“卡脖子”難題,我國正加速實現中高端光刻機的國產化。近日,亦莊企業北京國望光學科技有限公司增資項目在北京產權交易所完成。通過此次增資,國望光學引入中國科學院長春光學精密機械與物理研究所和中國科學院上海光學精密機械研究所作為戰略投資者,兩家機構以無形資產作價10億元入股,對應持股比例為33.33%。這意味著北京在推動國產光刻機核心部件生產方面邁出實質性步伐,將加快突破國產中高端光刻機制造“卡脖子”技術難題。目前全球高端光刻機基本被荷蘭阿斯麥所壟斷,除了技術封鎖,就連價格也是有價無市。除此之外,其餘大多數高端半導體設備同樣歷此尷尬處境。現在全球產業重心轉移造就設備企業崛起契機,中國設備國產化空間廣闊。對於國內的一些企業來說這是最壞的時代也是最好的時代。
半導體設備產業格局
中國半導體產業鏈漸日趨完善,產業生態體系也逐步成形。目前我國垂直分工模式的芯片產業鏈初步搭建成形,產業上中下游已然打通,湧現出一批實力較強的代表性本土企業。集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。近些年,中國集成電路技術水平與國際差距正在逐步縮小,產業已經進入快速發展的軌道。其中主要包括:1)以華為海思、紫光展銳等為代表的芯片設計企業;2)以中芯國際、華虹半導體為代表的晶圓代工製造企業;3)以長電科技、華天科技、通富微電為代表的芯片封測企業;4)採用IDM模式的華潤微電子、士蘭微等。漸趨完整的產業生態體系為實現半導體設備的進口替代並解決國內較大市場缺口提供了良好的基礎。
半導體產業鏈一覽:
設備製造業是半導體產業的基礎,是完成晶圓製造、封裝測試環節和實現集成電路技術進步的關鍵。所需專用設備主要包括晶圓製造環節所需的光刻機、化學汽相澱積(CVD)設備、刻蝕機、離子注入機、表面處理設備等;封裝環節所需的切割減薄設備、度量缺陷檢測設備、鍵合封裝設備等;測試環節所需的測試機、分選機、探針臺等;以及其他前端工序所需的擴散、氧化及清洗設備等。這些設備的製造需要綜合運用光學、物理、化學等科學技術,具有技術壁壘高、製造難度大、設備價值及研發投入高等特點。
全球半導體設備市場集中度高,美日歐五大巨頭引領全球半導體設備市場。在2017年,全球五大半導體設備製造商分別為應用材料(AMAT)、阿斯麥(ASML)、拉姆研究(Lam Research)、東晶電子(TLE)、科磊(KLA),這五大半導體制造商在2017年以其領先的技術、強大的資金支持佔據著全球半導體設備製造業超過70%的份額。
2017年全球前十大半導體設備供應商排名:
在細分領域,全球設備行業龍頭各顯神通佔據世界領先地位。在半導體產業價值鏈中,光刻機作為產業的核心,佔了半導體設備投資較大的份額,其中荷蘭ASML公司憑藉領先的技術和優秀的產品,在45納米以下製程的高端光刻機市場中佔據大部分以上的市場份額,而在 EUV光刻機領域目前處於壟斷地位,市佔率為100%。應用材料公司在除了光刻領域外的其他核心半導體設備領域有著較強的競爭力,在PVD設備上,應用材料作為行業龍頭佔據了大部分的市場份額,在CVD和蝕刻設備上應用材料與拉姆研究、東京電子等企業競爭激烈。
全球半導體設備企業主要產品分佈圖:
然而中國半導體設備的進口依賴問題卻很嚴重,2017年國產化率僅為9%。半導體裝備業具有較高的技術壁壘、市場壁壘和客戶認知壁壘,由於我國半導體設備產業整體起步較晚,目前國產規模仍然較小。
2017年中國大陸進口半導體設備佔比:
但是國內諸如中微半導體、北方華創、長川科技等一批本土設備製造商正在奮起直追,有望逐步實現進口替代。本土企業中,包括上海中微半導體、北方華創、長川科技、北京華峰等業內少數專用設備製造商通過多年的研發和積累,已掌握了相關核心技術,擁有自主知識產權,具備一定規模和品牌知名度,佔據了一定市場份額。
中國半導體設備代表企業產品分佈圖:
在芯片需求持續上升、國產化投資加快、國家戰略支持的大背景下,中國大陸本土半導體制造企業的崛起有望帶動一批本土優秀企業共同成長,國產設備有望藉助大陸晶圓產線的密集投資而實現滲透率提升,迎來最好的時代。
設備工藝相關
在諸多製備芯片的過程中,製備半導體級的單晶硅片是芯片製造的第一大環節,單晶硅生長爐、切磨拋等加工設備是硅片製造的主要設備。
硅片製造設備簡介:
其中單晶爐最大的技術壁壘在於磁場和熱場,日本在熱場和磁場方面處於領先地位,國內對超導磁場仍然依賴進口。隨著單晶硅的直徑不斷增大,單晶爐的尺寸也隨之增大。為了保證晶體的品質,必須要提供更穩定的熱場和性能更強的磁場。目前日本在12英寸長晶爐磁場上處於世界領先,他們使用超導材質作為磁頭材料,大大提升了磁場的性能,有著高場強、低功耗的有點。而國內公司外加磁場裝置以電磁鐵為主,多采用鐵芯作為磁頭材料,並不能產生超導磁場,能耗很高,磁場強度也有一定的侷限性。熱場方面,國內受制於石墨材料碳含量無法達到要求,國產替代存在一定難度。
半導體晶圓廠可以分為6塊相對獨立的生產區域:擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積和拋光,分別對應6個主要的製作工藝。
晶圓製造流程所需核心設備及中外代表企業:
主要工藝之一:氧化
擴散區一般是進行高溫工藝及薄膜沉積的區域,擴散爐是主要的工藝設備。硅片上的氧化物可以通過熱生長或者沉積的方法得到。在高溫的環境下,通過外部供給高純度氧氣使其與硅襯底反應,可以在硅的表面得到一層熱生長的氧化層(SiO2)。
主要工藝之二:光刻
光刻區位於晶圓廠的中心,光刻的本質是把臨時電路結構複製到以後要進行刻蝕和離子注入的硅片上。
主要工藝之三:刻蝕
刻蝕是使用化學或者物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要材料的過程,常用的設備為刻蝕機等。
主要工藝之四:離子注入
離子注入是通過將硼、磷等雜質電離成離子,並將其注入到硅中的工藝,常用設備是離子注入機。
主要工藝之五:薄膜沉積
薄膜生長是通過物理或化學的方法進行金屬或者氧化物的沉積過程,常用設備有 LPCVD設備、PECVD 設備、ALDCVD 設備和 PVD 設備。
主要工藝之六:CMP
化學機械平坦化(CMP)是一種表面全局平坦化技術,CMP 是一種機械和化學腐蝕相結合的一種工藝,通過將硅片表面突出部分減薄到一定高度來實現硅片表面的拋光處理。
在晶圓製造和晶圓工藝檢測過程完成後,芯片被從硅片上分離出來並裝配到最終集成電路管殼中,裝配和封裝過程是取出電性能良好的器件,將他們放入管殼,用引線將器件上的壓點與管殼上的電極互相連接起來,封裝為芯片提供了一種保護並將它粘貼到裝配板上的措施。
封裝過程和設備介紹:
廣義的半導體測試包括前道的工藝檢測和中後道的性能測試。其中,前段的工藝檢測偏重於從微觀角度在線監測晶圓製造的微觀結構是否符合工藝要求(幾何尺寸與表面形貌的檢測、成分結構分析和電學特性檢測等),而中後道的性能測試主要偏重於從芯片功能性的角度檢測芯片的性能表現是否符合設計要求。而狹義的半導體測試,則主要指中後道的性能測試,對應設備包括:測試機、探針臺、分選機等。
IC產品的不同電學測試:
集成電路測試設備的技術壁壘較高。集成電路行業集計算機、自動化、通信、精密電子測試和微電子等技術於一身,是技術密集、知識密集的高科技行業,集成電路的可靠性、穩定性和一致性要求較高,對生產設備要求較高。
集成電路測試設備的技術難點:
目前國內半導體測試設備市場仍由海外製造商主導,國產設備廠商正在高速成長。國外知名企業憑藉較強的技術、品牌優勢,在高端市場佔據領先地位,面對我國較大的市場需求和相對較低的生產成本,紛紛通過在我國建立獨資企業、合資建廠的方式佔領大部分國內市場。中國本土測試設備優勢企業產品—測試機、分選機已成功進入長電科技、華天科技、通富微電為代表的國內封測龍頭企業供應鏈體系,奠定了一定的市場地位。
半導體設備空間展望
設備國產化是中國承接半導體產業轉移和實現產業崛起的關鍵之一。半導體核心設備涉及國家基礎科學綜合實力的比拼,具有技術壁壘高、價值量高、研發週期長等特點,是半導體產業中最難攻克卻至關重要的一個環節。由於部分發達國家在設備關鍵技術上對中國存在不同程度的技術封鎖,技術收購、海外併購受限,中國核心半導體設備需求仍然高度依賴海外設備企業。我們認為,由於半導體工藝流程複雜,對設備依賴度較高,設備性能直接影響半導體制造的產品品質、工藝效率及良率,最終影響到半導體企業的盈利能力和全球競爭力,因此中國半導體產業實現以自主可控的模式崛起,完成設備環節的國產化是至關重要的環節之一。
伴隨芯片產能擴張,全球半導體設備市場處於上升期,2018年突破600億美元大關。半導體產業迎來新型製程產能擴張需求和新型設備的更新需求,市場空間進入擴張期。
2005~2019 年全球半導體設備銷售規模及增速:
中國大陸設備市場的全球佔比不斷升高,2018年趕超中國臺灣躍居全球第二大市場, 2019 年或將躍升全球首位。2008~2017 年十年間,全球半導體設備市場的地區分佈不斷變化。2016年中國臺灣以122億美元市場規模位居榜首,2017年韓國則以180億美元設備銷售躍居第一,中國臺灣、中國大陸分別以115、82億美元緊隨其後。
2005~2019 年中國半導體設備銷售額的全球佔比:
中國大陸設備市場連續五年擴張,2018年首次突破百億級別達118億美元,2019年或將趨勢延續達173億美元。中國大陸作為全球最大半導體消費市場,半導體產業規模不斷擴大,隨著國際產能不斷向中國轉移,中資、外資半導體企業紛紛在中國投資建廠,大陸設備需求不斷增長。2012-2017年,中國大陸地區半導體設備銷售規模由25億美元增至82億美元,複合增速達27%。受益於中國大陸進入晶圓廠建設高峰,設備市場將繼續保持高速增長,SEMI 預計2019年中國大陸市場規模有望達到173億美元,大幅高於全球設備市場增速。
2011~2019 年中國大陸半導體設備銷售規模及增速:
最後,隨著《國家集成電路產業發展推進綱要》等綱領的推進,國家集成電路產業投資基金的全面佈局,財政部針對先進集成電路生產、裝備企業的稅收優惠政策,以及地方政策規劃正在多維形成合力,為本土半導體產業鏈的投融資、研發創新、產能擴張、人才引進等方面創造良好環境,目前中國在半導體核心設備上存在一定短板,未來國家對本土半導體及半導體設備企業的戰略扶持有望進一步加強。
受毛衣戰等外部因素影響,半導體板塊公司的整體股價表現曾出現主題投資的部分特徵。芯片是廣泛貫穿於製造業下游中的技術命脈,因此對中國先進製造業的崛起起到了至關重要的作用。受毛衣戰、中興事件等外部因素影響,中國在半導體產業上與海外的差距引起了廣泛關注,芯片國產化產生了一定的主題投資效應,一定程度上短期影響了國內半導體上市公司的股價表現。但長期來看,半導體行業中的部分優秀企業具備持續業績增長的支撐,是價值投資的優選領域。